莫德祥

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森林生態(tài)系統(tǒng)的生物量是指在單位面積內(nèi),森林植被的總物質(zhì)的量,采用重量單位(干重):kg/hm2、g/m2表示。在生態(tài)系統(tǒng)各項(xiàng)功能的形成過(guò)程中,生物量具有十分重要的作用,集中表現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)從自然界獲取能量的能力以及其各項(xiàng)功能指標(biāo)。陸地森林生態(tài)系統(tǒng)中的生物量與其生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)及能量流動(dòng)之間都具有重要的相互關(guān)系。森林生態(tài)系統(tǒng)中的生物量變化會(huì)直接影響某一特定區(qū)域的生態(tài)協(xié)調(diào)性[1]。

根據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 生態(tài)影響》(HJ19-2011)中要求,在環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作中,不同評(píng)價(jià)等級(jí)均對(duì)生物量的調(diào)查提出了要求。

1 生物量主要調(diào)查方法

(1)皆伐實(shí)測(cè)法。皆伐法是將單位面積上具有一定代表性的林地內(nèi)所有植被(喬木、灌木、草本)全部收集,并測(cè)定全部所收集的植被生物量,統(tǒng)計(jì)得到單位面積內(nèi)林分生物量的方法。皆伐法的測(cè)定精度高,但花費(fèi)時(shí)間及人工較多,且對(duì)測(cè)定區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生較大破壞。

(2)標(biāo)準(zhǔn)木法。標(biāo)準(zhǔn)木法是通過(guò)測(cè)定林分樹(shù)高、胸徑等指標(biāo),確定接近平均指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)木,伐倒后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)木的生物量進(jìn)行測(cè)定,然后將標(biāo)準(zhǔn)木生物量與單位面積內(nèi)林木數(shù)量進(jìn)行乘積運(yùn)算,得到單位面積內(nèi)林分生物量。

(3)模型估算法。生物量模型估算法,是利用林木易測(cè)因子(例如:胸徑D、D2、樹(shù)高H、DH和D2H等)來(lái)推算森林生物量,從而減少野外工作量。但是在模型的建立過(guò)程中,需要一定的森林生物量數(shù)據(jù),可以通過(guò)測(cè)定一定數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)木生物量得到。當(dāng)建立模型后,就能夠通過(guò)模型以及林分調(diào)查數(shù)據(jù)或者森林資源清查資料等相關(guān)資料較為精確的估算其森林的生物量。

(4)遙感估算法。植被的遙感圖像信息是由其反射光譜特征決定的,植物的光合作用表現(xiàn)為對(duì)紅光和藍(lán)紫光的強(qiáng)烈吸收而使其反射光譜曲線在該部分波段呈波谷形態(tài)。植物的反射光譜特征反映了植物的葉綠素含量和生長(zhǎng)狀況,而葉綠素含量與葉生物量相關(guān),葉生物量又與群落生物量相關(guān)。利用遙感數(shù)據(jù)來(lái)估算森林植被生物量,需要在衛(wèi)星接收到的信息與實(shí)測(cè)生物量之間建立完整的數(shù)學(xué)模型及其解析式,進(jìn)而利用這些解析式來(lái)估算森林生物量。

2 生物量調(diào)查方法適用性

(1)不同生物量調(diào)查方法特點(diǎn)。皆伐法雖然可以較為準(zhǔn)確的測(cè)定林分生物量,但其耗時(shí)費(fèi)力,需要對(duì)一定面積的林分全部砍伐,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)破壞較大。通常在科研調(diào)查、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取等情況下采用皆伐法,在一般建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作中難以實(shí)施。

標(biāo)準(zhǔn)木法與皆伐法類似,通過(guò)測(cè)定選取標(biāo)準(zhǔn)木后,仍需要對(duì)林分中的標(biāo)準(zhǔn)木進(jìn)行砍伐,雖然對(duì)林分破壞性較小,但也不適用于實(shí)際的環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作中。標(biāo)準(zhǔn)木法更適用于在生物量模型建立中,作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查方法。

模型估算法通過(guò)相關(guān)學(xué)者建立的生物量模型方程進(jìn)行生物量的估算,能夠通過(guò)公式簡(jiǎn)單快捷地估算出林分的生物量,可在環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作中直接使用。

遙感估算法對(duì)技術(shù)要求較高,衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)資料獲取需要一定的成本。在環(huán)境影響評(píng)價(jià)中,遙感估算法可用于占地面積較大或者路線較長(zhǎng)的建設(shè)項(xiàng)目,對(duì)較大評(píng)價(jià)范圍的生物量進(jìn)行估算。

(2)生物量調(diào)查方法對(duì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)的適用性。在實(shí)際的環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作中,受時(shí)間及工作條件的限制,生物量測(cè)定的調(diào)查需要簡(jiǎn)單有效,易于操作,且盡可能降低對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的破壞。故皆伐法、標(biāo)準(zhǔn)木法雖然能精確測(cè)定區(qū)域生物量,但耗時(shí)費(fèi)力,會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生破壞,并不適用于環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作中使用。

模型估算法、遙感估算法通過(guò)已有數(shù)據(jù)建立模型的方式,能夠較為快速的估算區(qū)域生物量。其中,模型估算法通過(guò)模型方程來(lái)推算森林生物量,較為簡(jiǎn)單,容易操作,可用于大部分建設(shè)項(xiàng)目中的生物量調(diào)查;遙感估算法近年來(lái)已逐步被使用,通過(guò)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)分析,可用于評(píng)價(jià)范圍較大的建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)中生物量的調(diào)查。

3 不同林分生物量模型

環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的生物量調(diào)查,需要簡(jiǎn)單快速的計(jì)算出評(píng)價(jià)區(qū)域的生物量,且不會(huì)對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生破壞?？梢?jiàn)模型估算法為現(xiàn)階段環(huán)評(píng)工作中較為有效的生物量估算方法。

我國(guó)學(xué)者在對(duì)不同群落類型生物量模型的研究中,已經(jīng)有了許多相關(guān)研究結(jié)果。例如:施政等,對(duì)廣西田林馬尾松人工林進(jìn)行研究,建立了馬尾松單木生物量模型方程[2];施文濤等,對(duì)安徽大別山區(qū)杉木人工林進(jìn)行研究,建立了杉木人工林生物量模型方程[3];陳婷等對(duì)桉樹(shù)人工林生物量和生產(chǎn)力進(jìn)行研究,建立了尾巨桉人工林生物量模型方程[4];袁位高等根據(jù)浙江省重點(diǎn)公益林群落研究,共建立了松類、杉類、硬闊、軟闊、毛竹、雜木、灌木、草本等群落的生物量模型方程等[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

生物量模型的相關(guān)研究仍在方法探究及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累階段。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,快速且相對(duì)準(zhǔn)確的對(duì)區(qū)域生物量進(jìn)行估算方式也將進(jìn)一步發(fā)展。而在環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作中,現(xiàn)有條件下最簡(jiǎn)單有效的生物量調(diào)查方法仍是模型估算法。環(huán)評(píng)工作者在實(shí)際工作中,可根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目的生態(tài)影響類型,生態(tài)評(píng)價(jià)等級(jí)要求以及調(diào)查方法的可操作性,選取較為合適的生物量估算方法,或考慮將幾種方法綜合使用,以達(dá)到更好的評(píng)價(jià)效果。